Hyoyeon dilahirkan di Incheon, Korea Selatan pada 22 September 1989.[3] Beliau tinggal bersama dengan ibu bapanya dan adiknya iaitu Kim Min-goo. Pada tahun 2000, beliau telah berjaya dalam ujibakat di SM Casting System ketika beliau berusia 11 tahun. Pada asalnya, beliau tidak berniat untuk ujibakat ke label rakaman SM Entertainment. Oleh sebab ibunya merupakan peminat kepada kumpulan muzik di bawah label itu iaitu H.O.T., ibunya telah menyuruhnya mengikuti ujibakat itu dengan kemungkinan dapat bertemu dengan idola ibunya. Pada tahun 2004, beliau telah ke China untuk belajar bahasa Mandarin bersama Siwon.[4][5]